桥梁工程专业毕业设计中能力培养的与实践

更新时间:2024-01-04 作者:用户投稿原创标记本站原创 点赞:29538 浏览:134222

摘 要:结合当前桥梁工程专业的特点及毕业设计中存在的问题,从毕业设计选题、毕业设计组织方式、专业指导方式、加强中间过程管理和科学合理的评分方式等方面提出了新的适应于创新能力培养的教学方案并进行了教学实践,为工科高等教育创新型人才培养提出了新的思路.

关 键 词:桥梁工程;毕业设计;创新能力

作者简介:涂光亚(1974-),男,湖南汉寿人,长沙理工大学土木与建筑学院,副教授;刘小燕(1963-),女,湖南益阳人,长沙理工大学土木与建筑学院,教授.(湖南长沙410114)

基金项目:本文系长沙理工大学教改项目“在桥梁工程毕业设计教学中培养学生创新能力的研究与实践”(项目编号:JG1150)的研究成果之一.

中图分类号:G642.477文献标识码:A文章编号:1007-0079(2013)04-0158-02

创新是一个国家持续发展的永恒动力,是一个民族傲然屹立于世界之林的根本,高等教育的重要内容除了培养学生掌握基本的专业技能以外,更重要的是要培养学生的创新能力.当前的时代是一个知识经济的时代,知识经济的特征就是知识不断创新,在知识经济时代,拥有自主的知识产权就意味着财富和经济发展,而知识产权来自于知识和技术的原始创新.[1,2]创新能力对刚走入社会的大学生的个人发展也尤为重要,对于桥梁工程专业的毕业生来说,当前的就业形势日益严峻,一方面扩招带来的竞争压力使得只有相对优秀的毕业生才能获得较好的就业机会,另一方面桥梁建设领域新结构、新工艺的大量采用使得只有具有创新能力的学生才能更快地成长,更好地适应社会对人才的需求.因此,创新能力的培养不论对国家、民族、经济的持续发展还是对大学生个人的发展都具有极其重要的意义.

桥梁工程毕业设计是桥梁工程专业学生在大学阶段学习过程中最后一个综合性的实践教学环节,在这一阶段学生必须综合运用大学四年所学的专业课程知识来解决一个具体的实际问题,其综合性和实践性为创新能力的培养创造了良好的条件.在大学四年期间,创新性思维应贯穿于每门课程的教学之中,通过前面的积累,大学生实际上已普遍具有创新动机,对创新也有一定程度的认识,希望在学习中产生新思想与新理论,但基于条件所限,在课程的作业、试卷或者报告中很难形成真正的创新.而桥梁毕业设计相对于以前的课程来说是一个全新的平台,它是以一个具有具体地形地貌的桥位为基础,要求学生创造性的设计出一座安全、经济、适用、美观的具体桥梁结构物,该环节具有极大的灵活性,在指导教师合理的引导和学生强烈创新的驱使下,必然能通过桥梁工程毕业设计这个良好的平台使得学生的创新能力得到很好的培养.因此选择在桥梁工程毕业设计这个环节来进行学生创新能力的培养是切实可行的.

一、当前桥梁专业毕业设计中存在的问题

桥梁工程毕业设计的目的是使学生熟悉一座桥梁设计的全过程,包括方案比选、尺寸拟定、内力计算(验算)、施工图的绘制、计算书的编制等等.通过以上过程锻炼学生的结构创新、计算分析、电算程序、计算机绘图、文档整理等各方面的能力.[3]然而由于种种原因,目前的毕业设计成果很难达到上述令人满意的结果,在创新性方面更是严重缺乏,甚至存在个别抄袭剽窃的现象,与毕业设计的初衷相去甚远.[4]在整个毕业设计过程中创新性不足主要表现在以下几个方面:

1.指导教师对创新能力培养的重要性认识不足

指导教师对毕业设计指导思想的认识直接影响到学生创新能力的发挥.由于对毕业设计工作的目的、意义、作用认识不足,以及当前学术研究中对创新的神圣化,部分指导教师认为本科生难以创新,只是将毕业设计作为学生的岗前职业训练,侧重于某项专业技能的训练,而忽视了设计指导过程中对学生综合素质的训练和创新能力的培养.[5,6]另外由于扩招的影响,一位教师经常要指导8~10名学生,同时指导教师自身还有正常的教学科研任务要完成,导致指导教师精力投入不足,因而很难对学生进行系统的创新能力培养.

2.桥型方案选择单一

桥型从大的方面来分可分为梁式桥、拱式桥、斜拉桥、悬索桥和各种组合式桥梁,学生在确定桥型方案时往往不是根据地形地貌、通航要求等技术要素来进行考虑,而是看哪种桥型好做,哪种桥型的毕业设计可以找到参考的模板,导致绝大部分学生选择的桥型方案均为梁式桥,并且又以梁式桥中的等截面或变截面连续梁桥为主,占所选方案的80%以上,而斜拉桥、悬索桥、斜腿钢构桥、钢架桥等很多非常有结构创新特点并且在实际工程中使用得也较多的桥型却没有学生选择.最终导致毕业设计成品同质化现象比较严重,并且在毕业设计过程中由于桥型的限制也很难进行创新能力的培养.

3.学生基础知识不牢,在毕业设计上投入的精力不足

近年来,随着我国大规模的扩招,学生就业形势日益严峻,在毕业设计期间,个别没有签单位的学生必然将主要精力放在了找工作上,使得毕业设计质量下降.另外,准备考研、实习等在客观上导致了学生投入毕业设计的精力严重不足,再加上有些学生本身学习基础就较差,因此想要在毕业设计阶段得到创新能力的培养难上加难.

4.缺乏科学合理的创新评价体系

目前的毕业设计主要通过指导教师评阅、评阅教师评阅和毕业答辩来进行评分,学生只知道自己最终的成绩等级,而并不清楚自己在哪些方面做得很好或者在哪些方面还有值得改进的地方,因此最终的成绩只是一个模糊的评价.虽在成绩评定书中也有指导教师评阅意见和评阅教师评阅意见,但通常只在学生的档案袋中,学生本人无法看到且这些意见也都是笼统而不是具体的,因此最终导致学生根本不了解自己的毕业设计有没有创新性,只是完成了任务,得到了一个成绩等级而已.当然这样的情况也导致学生失去了在毕业设计中进行创新的动机.

二、创新能力培养方案

针对以上普通高校毕业设计中在创新能力培养方面普遍存在的问题,结合长沙理工大学土木与建筑学院的实际情况,从以下几方面入手,构建了有利于创新能力培养的毕业设计模式.1.创新性选题

毕业设计题目的选择对创新能力的培养至关重要,一方面应尽量选择与工程实际联系紧密的真题,并且做到一人一题;另一方面在毕业设计任务书中分桥型规定需要完成的创新性内容.如对于简支梁桥可把截面尺寸的优化设计和预应力的优化设计作为创新性内容;对于连续梁桥可把悬臂施工过程中的挠度和预拱度的详细计算作为创新性内容;对于连续钢构桥可把柔性墩合理形式的选择与优化作为创新性内容;对于斜拉桥可把斜拉索成桥索力的优化设计作为创新性内容;对于拱式桥可把拱轴线形的优化设计作为创新性内容等.当然创新性内容不拘限于以上内容,还可通过指导教师与学生的交流,结合学生自己的专业技能和兴趣共同来确定所选课题的创新性内容,然后将其明确到设计任务书中.只有明确了创新性内容,学生才能做到有的放矢,才能有针对性的进行创新能力的培养.在最终的毕业设计成果中,即使创新性内容部分没有做得很完整,只要常规内容做好了,其毕业设计成绩还是可以通过.这个过程不仅开发了学生的创新意识,而且锻炼了学生的创新能力.

2.因材施教,有针对性地进行创新能力的培养

由于每个学生对专业基础知识掌握的程度不一样,在个体能力和素质上也存在着差异,要求每个学生在毕业设计中都有创新是不现实的,因此在创新能力的培养中也要坚持因材施教的原则.具体的做法是:挑选6~8名学业优秀又有兴趣的学生成立毕业设计创新小组,相应地挑选骨干教师成立创新指导小组,人数也为6~8人,由他们专门负责毕业设计创新内容部分的指导.由于学生人数较少,在指导小组内部基本可以实现一对一的辅导,因此学生和教师能进行深入交流,更容易培养出学生的创新性成果.这些学生的毕业设计取得的较好效果也可以对其他学生起到辐射作用,使广大学生接受并自觉意识到创新能力培养的重要性.另外,创新小组的教学过程是开放式的,也欢迎其他学生来旁听和提问,只是对他们没有强制性的创新性内容的要求.这样在全体学生中容易形成创新性学习的氛围,有助于全体学生创新性能力的培养,同时又避免了教师和学生精力的分散.

3.专题性讲座巩固专业基础知识、开阔视野

有了良好的毕业设计选题和创新能力培养的组织模式后,创新能力的培养还需要学生具有扎实的专业基础.虽然通过前三年的学习,学生已具备了基本的专业素质,但知识系统还相对孤立和分散,为了进一步巩固以前的力学基础知识,同时开阔学生的视野和思路,针对毕业设计安排了一系列的专题讲座并贯穿于毕业设计的全过程.这些讲座包括:桥梁方案比选及各桥型方案特点,桥梁设计规范条文讲解及应用,MIDAS、ANSYS、桥梁博士软件在毕业设计中的应用,毕业设计步骤及如何做好毕业设计,桥梁毕业设计施工图绘制规范等等,这些讲座都由毕业设计创新指导小组的教师来主讲.另外,还可以邀请一些在建大型桥梁工程建设单位的项目经理或总工来校进行专题施工讲座,介绍当前大型桥梁工程中的一些创新设计、施工新技术,开拓学生的视野.通过这些措施使学生具备初步的创新设计能力.

4.毕业实习理论联系实际

毕业设计是一门实践性很强的综合课程,为了加深学生对桥梁实物的理解,在毕业设计之前安排了为期两周的毕业实习,毕业实习的内容安排完全为毕业设计怎么写作.在毕业实习中,学生可以接触到各种桥型的实际构造(主要选取湘江1~6桥作为实习地点,包括了梁式桥、拱式桥、斜拉桥和悬索桥),指导教师会对各桥型的构造、施工方法和设计特点在现场进行详细讲解.通过两个星期的时间,使学生能理解各桥型作品的构造和背后所蕴涵的力学原理,同时对自己即将要进行的桥梁结构设计成品有一个初步实物的概念,以避免纸上谈兵.

5.强化过程管理

对毕业设计的过程管理实行指导教师负责制,制定详细的过程管理规章制度,学院负责对指导教师进行考核.由学院安排具体的答疑时间和地点,学生在固定教室而不是在宿舍进行毕业设计,指导教师可以随时抽查学生是否在进行毕业设计,这样方便了对学生的管理.指导教师必须保证每周两次,每次不低于4个小时的答疑时间,有效地避免了指导教师精力投入不足的情况.研究科学合理的指导方式,指导教师将整个毕业设计任务进行分解,制订每周要完成的毕业设计内容并进行进度检查,实行中期答辩制度,对进度严重滞后的学生上报学院进行警告,避免学生出现前松后紧的现象.在创新指导小组内部,每两周举行一次创新设计内容讲评会,首先由学生介绍自己在创新内容方面调研的成果和为完成创新内容所准备采用的思路和方法,然后教师对学生的方案、思路、计算方法进行指导,通过相互交流激发学生的创新思维,提高学生的创新能力.通过以上措施保证了教师和学生在毕业设计上投入的时间,提高了指导效率,提高了学生的主观能动性和自觉性,培养了学生的创新能力.


6.创新性质量评价体系

为毕业设计质量制订了详细的百分制评分细则,常规毕业设计内容占85分,创新性毕业设计内容占15分,在常规毕业设计内容完成的基础上才对创新性毕业设计内容进行评分.根据以上评分规则,完成常规毕业设计内容可以得到“良”的成绩,而在此基础上完成了创新性毕业设计内容则可以得到“优”的成绩.毕业设计的评分由指导教师、评阅教师和答辩小组共同完成,以确保评分的客观公正性.对于完成了创新毕业设计内容的毕业设计,指导小组还将对学生给出完整详细的评阅意见,对毕业设计内容进行具体点评,使学生了解自身的优势和劣势,对其今后从事同类型工作具有较强的参考意义.通过以上措施可以激发学生的创新积极性,对提高毕业设计质量也大有帮助.

三、创新能力培养实践

长沙理工大学土木与建筑学院在2007届桥梁工程毕业设计中进行了创新能力培养实践,共有11名同学报名组成了毕业设计创新小组(超过了预期),由桥梁工程系中的8名骨干教师进行指导.在11名同学中,桥型方案的选择包括了斜腿钢构桥、钢架桥、钢筋混凝土拱桥、斜拉桥、钢管拱桥、大跨度连续钢构桥等,桥型方案非常丰富.通过严格的过程管理,认真落实创新培养方案,充分发挥学生的主观能动性和积极性,最后毕业设计成果取得了较好的效果,经学院严格评审,有8名同学获得了毕业设计优秀的成绩,其中有3名同学的毕业设计还被评为全校优秀毕业设计,为提高桥梁工程专业毕业设计质量起到了良好的示范作用.

四、结语

桥梁工程专业毕业设计是以学生为主体、指导教师为主导的一个重要的实践教学环节,是桥梁工程专业学生进行工程教育和工程训练不可替代的教学环节.本文结合当前桥梁工程专业的特点及毕业设计中存在的问题,从毕业设计选题、毕业设计组织方式、专业指导方式、加强中间过程管理和科学合理的评分方式等方面提出了新的适应于创新能力培养的教学方案并进行了教学实践.初步结果表明在桥梁工程专业毕业设计中加强学生创新能力的培养能有效地提高毕业设计质量,锻炼学生在设计和科研等方面的综合能力,为学生走上工作岗位或进一步深造打下了良好的基础,是提高高等学校工程类本科教育质量的有效途径.